Skip to main content
Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions B 3/2018

19.03.2018

Diffusion Behavior of Mn and Si Between Liquid Oxide Inclusions and Solid Iron-Based Alloy at 1473 K

verfasst von: Sun-Joong Kim, Hanae Tago, Kyung-Ho Kim, Shin-ya Kitamura, Hiroyuki Shibata

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions B | Ausgabe 3/2018

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

In order to clarify the changes in the composition of oxide inclusions in steel, the effect of the metal and oxide composition on the reaction between solid Fe-based alloys and liquid multi-component oxides was investigated using the diffusion couple method at 1473 K. The measured concentration gradients of Mn and Si in the metal indicated that Mn diffused into the metal from the oxide, while the diffusion of Si occurred in the opposite direction. In addition, the MnO content in the oxide decreased with heat treatment time, while the SiO2 content increased. The compositional changes in both phases indicated that the Mn content in the metal near the interface increased with heat treatment with decreasing MnO content in the oxide. Assuming local equilibrium at the interface, the calculated [Mn]2/[Si] ratio at the interface in equilibrium with the oxide increased with increases in the MnO/SiO2 ratio in the oxide. The difference in the [Mn]2/[Si] ratios between the interface and the metal matrix increased, which caused the diffusion of Mn and Si between the multi-component oxide and metal. By measuring the diffusion lengths of Mn and Si in the metal, the chemical diffusion coefficients of Mn and Si were obtained to calculate the composition changes in Mn and Si in the metal. The calculated changes in Mn and Si in the metal agreed with the experimental results.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat T. Mimura: 182/183rd Nishiyama Kinnen Kouza ISIJ, 2004, pp. 127–50. T. Mimura: 182/183rd Nishiyama Kinnen Kouza ISIJ, 2004, pp. 127–50.
2.
Zurück zum Zitat S. Okushima: 126/127th Nishiyama Kinnen Kouza ISIJ, 1988, pp. 147–66. S. Okushima: 126/127th Nishiyama Kinnen Kouza ISIJ, 1988, pp. 147–66.
3.
Zurück zum Zitat A. Yoshimochi, K. Yokoe, T. Shibata, and Y. Oki: Wire J. Int., 1983, vol. 16, pp. 224–26, 228, 231. A. Yoshimochi, K. Yokoe, T. Shibata, and Y. Oki: Wire J. Int., 1983, vol. 16, pp. 224–26, 228, 231.
4.
Zurück zum Zitat 4. E. Stmpa, and M. Cipparrone: Wire Journal Int., 1987, vol. 20, pp. 44-55. 4. E. Stmpa, and M. Cipparrone: Wire Journal Int., 1987, vol. 20, pp. 44-55.
5.
Zurück zum Zitat 5. H. Iwai, B. Tsujino, S. Isa, and T. Ao: Tetsu-to-Hagane, 1968, vol. 54, pp.1037-1046.CrossRef 5. H. Iwai, B. Tsujino, S. Isa, and T. Ao: Tetsu-to-Hagane, 1968, vol. 54, pp.1037-1046.CrossRef
6.
Zurück zum Zitat 6. H. Iwai, B. Tsujino, S. Isa, and T. Ao; Tetsu-to-Hagane, 1969, vol. 55, pp.887-900.CrossRef 6. H. Iwai, B. Tsujino, S. Isa, and T. Ao; Tetsu-to-Hagane, 1969, vol. 55, pp.887-900.CrossRef
7.
Zurück zum Zitat 7. K. Takano, R. Nakao, S. Fukumoto, T. Tsuchiyama, and S. Takaki: Tetsu-to-Hagane, 2003, vol. 89, pp. 616-622.CrossRef 7. K. Takano, R. Nakao, S. Fukumoto, T. Tsuchiyama, and S. Takaki: Tetsu-to-Hagane, 2003, vol. 89, pp. 616-622.CrossRef
8.
Zurück zum Zitat 8. W. Choi, H. Matsuura, and F. Tsukihashi: ISIJ Int., 2011, vol. 51, pp. 1951-1956.CrossRef 8. W. Choi, H. Matsuura, and F. Tsukihashi: ISIJ Int., 2011, vol. 51, pp. 1951-1956.CrossRef
9.
Zurück zum Zitat 9. H. Shibata, K. Kimura, T. Tanaka, and S. Kitamura: ISIJ Int., 2011, vol. 51, pp.1944-1950.CrossRef 9. H. Shibata, K. Kimura, T. Tanaka, and S. Kitamura: ISIJ Int., 2011, vol. 51, pp.1944-1950.CrossRef
10.
Zurück zum Zitat 10. Y. Ren, L. Zhang and P.C. Pistorius: Metall. Mater. Trans. B, 2017, vol. 48, pp. 2281-2292CrossRef 10. Y. Ren, L. Zhang and P.C. Pistorius: Metall. Mater. Trans. B, 2017, vol. 48, pp. 2281-2292CrossRef
11.
Zurück zum Zitat 11. K.-H. Kim, S.-J.Kim, H. Shibata, and S. Kitamura: ISIJ Int., 2014, vol. 54, pp. 2144-2153.CrossRef 11. K.-H. Kim, S.-J.Kim, H. Shibata, and S. Kitamura: ISIJ Int., 2014, vol. 54, pp. 2144-2153.CrossRef
12.
Zurück zum Zitat 12. K.-H. Kim, H. Shibata, and S. Kitamura: ISIJ Int., 2014, vol. 54, pp. 2678-2686.CrossRef 12. K.-H. Kim, H. Shibata, and S. Kitamura: ISIJ Int., 2014, vol. 54, pp. 2678-2686.CrossRef
13.
Zurück zum Zitat 13. H. Okamoto: J. Phase Equilibria and Diffusion, 2010, vol. 31 pp. 88-90.CrossRef 13. H. Okamoto: J. Phase Equilibria and Diffusion, 2010, vol. 31 pp. 88-90.CrossRef
14.
Zurück zum Zitat 14. O. Knacke, O. Kubaschewski, and K. Hesselmann: Thermochemical Properties of Inorganic Substances, 2nd ed., Springer-Verlag, Verlag Stahleisen, 1991. 14. O. Knacke, O. Kubaschewski, and K. Hesselmann: Thermochemical Properties of Inorganic Substances, 2nd ed., Springer-Verlag, Verlag Stahleisen, 1991.
15.
Zurück zum Zitat 15. E.T. Turkdogan: Physical Chemistry of High Temperature Technology, Academic Press, NewYork, USA, 1980 pp. 81. 15. E.T. Turkdogan: Physical Chemistry of High Temperature Technology, Academic Press, NewYork, USA, 1980 pp. 81.
17.
Zurück zum Zitat 17. P.G. Shewmon: Diffusion in Solids, McGraw-Hill, NewYork, USA, 1963, pp 8. 17. P.G. Shewmon: Diffusion in Solids, McGraw-Hill, NewYork, USA, 1963, pp 8.
18.
Zurück zum Zitat 18. L.S. Darken: Trans. AIME, 1948, vol. 175 pp. 184. 18. L.S. Darken: Trans. AIME, 1948, vol. 175 pp. 184.
19.
Zurück zum Zitat 19. L. Bolzmann:, Ann. Phys.,1984, vol. 53 pp. 959-964. 19. L. Bolzmann:, Ann. Phys.,1984, vol. 53 pp. 959-964.
20.
Zurück zum Zitat Tekko-Binran, Handbook of Iron and Steel, 3rd ed., ISIJ, Maruzen, Tokyo, 1981, pp. 350. Tekko-Binran, Handbook of Iron and Steel, 3rd ed., ISIJ, Maruzen, Tokyo, 1981, pp. 350.
21.
Zurück zum Zitat 21. K. Nagata, N. Sata, and K. Goto: Tetsu-to-Hagane, 1982, vol. 68, pp. 1694-1705.CrossRef 21. K. Nagata, N. Sata, and K. Goto: Tetsu-to-Hagane, 1982, vol. 68, pp. 1694-1705.CrossRef
Metadaten
Titel
Diffusion Behavior of Mn and Si Between Liquid Oxide Inclusions and Solid Iron-Based Alloy at 1473 K
verfasst von
Sun-Joong Kim
Hanae Tago
Kyung-Ho Kim
Shin-ya Kitamura
Hiroyuki Shibata
Publikationsdatum
19.03.2018
Verlag
Springer US
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions B / Ausgabe 3/2018
Print ISSN: 1073-5615
Elektronische ISSN: 1543-1916
DOI
https://doi.org/10.1007/s11663-018-1233-8

Weitere Artikel der Ausgabe 3/2018

Metallurgical and Materials Transactions B 3/2018 Zur Ausgabe

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.